Виды систем автоматизарованного управления

Задача управления самолётом  заключается в основном в изменении  его подъёмной силы, силы тяги и  создании (или парировании) моментов сил, вращающих самолёт вокруг его  продольной, поперечной и вертикальной осей, проходящих через центр масс. Пилотирование и воздушная навигация  определяют процесс вождения летательным  аппаратом в целом (для самолётов - самолётовождение). У самолётов  и планёров для этих целей служат аэродинамические рули высоты и направления, элероны, интерцепторы, щитки и др., у самолётов с вертикальным взлётом  и посадкой (на режимах, когда аэродинамические рули не эффективны) и у космических  аппаратов - реактивные, струйные или  газовые рули, у вертолётов управление осуществляется главным образом  за счёт изменения величины и направления  силы тяги несущих винтов.

Современные автопилоты представляют собой комплекс совместно работающих устройств, обеспечивающих стабилизацию полёта летательного аппарата на траектории, стабилизацию высоты его полета, управление маневрами и приведение  горизонтальное положение.

В основу схемы автопилотов  при работе в режиме стабилизации положен принцип регулирования  по углу, угловой скорости (автопилоты типа АП-6Е, АП-28, АП-31, АП-40 и др.), а  у некоторых автопилотов и  по угловому ускорению (автопилоты типа АП-15). Система «Самолет—автопилот»  представляет единую замкнутую систему  автоматического регулирования  и управления. Автопилот состоит  обычно из трех автоматических систем регулирования с внутренними  перекрестными связями. Все три  системы обычно выполняются по одинаковым схемам.

В состав каждого канала входят измерительные устройства, суммирующие  устройства, усилительные и исполнительные устройства. Измерительные устройства автопилотов типа АП (например, датчики  углов крена, тангажа, курса, высоты и т. п.) измеряют значения отклонений угла и угловой скорости (например, угла тангажа, угловой скорости тангажа) и преобразуют эти отклонения в величины напряжений. После алгебраического  суммирования в суммирующем устройстве сумма напряжений усиливается и  подается на рулевую машину автопилота. Последняя отклоняет руль высоты, в результате чего появившееся отклонение угла тангажа ликвидируется.

Заключение

Воздействие, приложенное  к системе автоматического регулирования, вызывает изменение регулируемой величины. Изменение регулируемой величины во времени определяет переходный процесс, характер которого зависит от воздействия  и от свойств системы. Является ли система следящей системой, на выходе которой нужно воспроизвести  как можно более точно закон  изменения управляющего сигнала, или  системой автоматической стабилизации, где независимо от возмущения регулируемая величина должна поддерживаться на заданном уровне, переходный процесс представляется динамической характеристикой, по которой  можно судить о качестве работы системы.

Любое воздействие, приложенное  к системе, вызывает переходный процесс. Однако в рассмотрение обычно входят те переходные процессы, которые вызваны  типовыми воздействиями, создающими условия  более полного выявления динамических свойств системы. К числу типовых  воздействий относятся сигналы  скачкообразного и ступенчатого вида, возникающие, например, при включении  системы или при скачкообразном изменении нагрузки; сигналы ударного действия, представляющие собой импульсы малой длительности по сравнению  с временем переходного процесса.

Чтобы качественно выполнить  задачу регулирования в различных  изменяющихся условиях работы система  должна обладать определённым (заданным) запасом устойчивости. В устойчивых системах автоматического регулирования переходный процесс с течением времени затухает и наступает установившееся состояние. Как в переходном режиме, так и в установившемся состоянии выходная регулируемая величина отличается от желаемого закона изменения на некоторую величину, которая является ошибкой и характеризует точность выполнения поставленных задач. Ошибки в установившемся состоянии определяют статическую точность системы и имеют большое практическое значение. Поэтому при составлении технического задания на проектирование системы автоматического регулирования отдельно выделяются требования, предъявляемые к статической точности .

Большой практический интерес  представляет поведение системы  в переходном процессе. Показателями переходного процесса являются время переходного процесса, перерегулирование и число колебаний регулируемой величины около линии установившегося значения за время переходного процесса. Показатели переходного процесса характеризуют качество системы автоматического регулирования и являются одним из важнейших требований, предъявляемых к динамическим свойствам системы.

 Таким образом, для  обеспечения необходимых динамических  свойств к системам автоматического  регулирования должны быть предъявлены  требования по запасу устойчивости, статической точности и качеству  переходного процесса. В тех случаях  когда воздействие (управляющее  или возмущающее) не является  типовым сигналом и не может  быть сведено к типовому, то  есть когда оно не может  рассматриваться как сигнал с  заданной функцией времени и  является случайным процессом,  в рассмотрение вводят вероятностные  характеристики. Обычно при этом  оценивается динамическая прочность системы с помощью понятия среднеквадратичной ошибки. Следовательно, в случае систем автоматического регулирования, находящихся под воздействием случайных стационарных процессов, для получения желаемых динамических свойств системы нужно предъявить определённые требования к величине среднеквадратичной ошибки.

Список литературы

1. Подлесный Н.И., Рубанов В.Г.: «Элементы систем автоматического управления и контроля», Киев.: Вища школа,1982 – 477с.
2. Лукас В.А.: «Теория автоматического управления», М.: Недра, 1990 – 416с.
3. Первозванский А.А.: «Курс автоматического управления»,  М.: Наука, 1986 – 367с.
4. Ципкин Я.З.: «Основы теории автоматических систем»,  М.: Наука, 1977 – 436с.
5. Воронов А.А., Титов В.К., Новоградов Б.Н.: «Основы теории автоматического регулирования и управления»,  М.: Высшая школа, 1977 – 519с.
6. Косарев В.П., Королёв А.Ю.: «Экономическая информатика и вычислительная техника»,  М.: Финансы и статистика, 1996 – 336с.